Một phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi ổn định tiệm cận toàn cục cho bài toán điều khiển thích nghi kháng nhiễu

Lựa chọn vận tốc định chuẩn: Vận tốc định chuẩn là vận tốc khi đo xóc trên các đoạn định chuẩn.. Vận tốc định chuẩn đợc lựa chọn sẽ là vận tốc dự kiến sau này khi đo xóc trên toàn tuyế

Trang 1

1

Tậpăbàiăgiảng:ăKinhăt ăvàăQuảnălýăKhaiăthỏcăđ ờng

Đỏnhăgiỏăchấtăl ợngăkhaiăthỏcă

đ ờngă

TS Đinh Văn Hiệp

Trường Đ i học Xõy dựng

ph ơng phỏp xỏc định

Khi xe ch y trờn đường khụng bằng phẳng, bỏnh

xe va ch m vào chỗ ghồ ghề, vận t c xe ch y sẽ gi m đi

một lượng :

R h h R V R

a V V

V mat

2 2 sin

Động năng sẽ gi m đi một

lượng tương ứng :

2 2 2 1

) 2 (

.

2

1

.

R h h R V

g

G

Vỡ h2 << R nờn :

h D V g G R

h R V g

G

2

1

2

1 2 2





1 ảnh hởng của sự không bằng phẳng đến

điều kiện xe chạy :

Nếu trờn đo n đường dài L (m) cú n chỗ nhấp nhụ cao hithỡ năng lượng của bỏnh xe sẽ gi m đi một lượng :





i i h D V g

G E

1 2

1 2 .



Để xe ch y được với vận t c bỡnh thường như trờn đường bằng phẳng thỡ trờn 1 (m) dài đường động cơ ph i

c n thờm một lực kộo phụ F1 :



i i

L h D V g

G F

1 2 1

1  2 .

Lực kộo phụ F1cú thể xem dựng để thắng sức cản lăn phụ f1thờm xuất hiện do đường khụng bằng phẳng





i i a

h D g V G G G F f

1 2 1 1

2



5

Đ B NG PHẲNG

– Đ G GH

(PAVEMENT ROUGHESS)

Chất lượng

xe ch y

Tiện nghi của

hành khỏch

Mất mỏt thời

gian

Tiờu hao nhiờn

liệu

Chi phớ b o dưỡng phương tiện GT

Quan điểm c a Worldbank:

Độ bằng phẳng là yếu tố quan trọng nh t

trong phõn tớch, đỏnh giỏ nh hưởng của chất

lượng mặt đường tới chi phớ khai thỏc

 Nhận xột : Khi xe ch y trờn đường khụng bằng phẳng :

- Sức c n lăn f cú thể tăng 3 ữ 4 l n

- Vận t c kỹ thuật của xe cú thể gi m 40%

- Tiờu hao nhiờn liệu tăng 1,3 ữ 1,5 l n

- Hao mũn xăm l p tăng 1,4 ữ 1,5 l n

- Thời gian đ i tu gi m, chi phớ khai thỏc cú thể tăng 2 ữ 2,5 l n

Trang 2

2 Các phơng pháp đánh giá độ bằng phẳng :

2.1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam :

- Phương phỏp dựng thước 3m : 22 TCN 16-79

- Phương phỏp đỏnh giỏ theo ch s độ ghồ ghề

qu c tế IRI (International Roughess Index) :

22 TCN 277-01

2.2 Các phơng pháp khác :

- Phương phỏp dựng thước đo 1 hay nhiều trục

bỏnh xe

- Phương phỏp dựng mỏy đo gia t c dao động

- Phương phỏp dựng mỏy đo xúc

8

I CH̉ TIấU IRI

I 1 Định ngh̃a

IRI:International Roughness Index 22TCN-277-01: Chỉ số mụ tả mức độ gồ ghề của mặt đường theo tiờu chuẩn quốc tế (m/km) (0-20)

CH̉ TIấU Đ́NH GÍ CH T L ỢNG MẶT Đ ỜNG

9

(1)

IRI = International Roughness Index (in mm/m or m/km)

L = Chiều d̀i cho một đọn đường c̀n x́c đ̣nh IRI (m)

x = chiều d̀i đọn đường m̀ xe th́ nghịm đi đực khi tḥc hịn khi tiến h̀nh

đo IRI (m)

V = ṿn tốc xe cḥy (m/s)

10

Loại đờng Xây dựng mới

IRI yêu cầu (m/km)

Cải tạo IRI yêu cầu (m/km)

Đờng cao tốc cấp 120, 100, 80 IRI  2,0 IRI  2,5

Đờng cao tốc cấp 60, Đờng ô tô Vtk

60

IRI  2,5 IRI  3,0

I 2 ng ḍng trong phõn lọi ch t l ̣ng ṃt đ ̀ng CH̉ TIấU Đ́NH GÍ CH T L ỢNG MẶT Đ ỜNG

11

Loại

mặt đờng Cấp đờng

Tình trạng mặt đờng Tốt Khá Kém Rất kém

Cấp cao A1:

Bê tông nhựa

chặt, bê tông

xm đổ tại

chỗ

Đường cao tốc

cấp 120, cấp 100

và cấp 80;

đường ụ tụ

cấp 80

IRI  2 2<IRI  4 4<IRI  6 6<IRI  8 Đường cao tốc

cấp 60; đường ụ

tụ Vtk=60 IRI  3 3<IRI  5 5<IRI  7 7<IRI  9

Đường ụ tụ

Vtk=40, 20 IRI  4 4<IRI  6 6<IRI  8 8<IRI  10

I 2 ng ḍng trong phõn lọi ch t l ̣ng ṃt đ ̀ng -

22TCN-277-01

12

I 2 ng ḍng trong phõn lọi ch t l ̣ng ṃt đ ̀ng

Chỉăs ăIRIătrongăđỏnhăgiỏăchấtăl ợngăm tăs ăloạiămặtăđ ờngătạiăMỹă

(Sayers et al., 1986) CH̉ TIấU Đ́NH GÍ CH T L ỢNG MẶT Đ ỜNG

Trang 3

Kết quả đo IRI: QL5 Hà Nội - Hải Phũng Kết quả đo IRI: Đoạn Phỏp Võn - Cầu Giẽ

15

I 3 Ph ơng tiện đo

16

Đo xúc (T c độ nhanh)

Đo IRI (T c độ chậm)

Độ xúc

IRI

T- ơng quan thực nghiệm giữa IRI và độ xóc V=45km/h

y = 0,1302x - 1,1044

R 2 = 0,9625

0 4 8

0 20 40 60 80

Độ xóc (số/km)

CễNG TÁC Đ NH CHU N

IRI

Phương trỡnh tương quan

Trang 4

Dynatest Road Surface Profiler (RSP)

“South Dakota" method (21 Laser)

Dynatest RSP 5051 Mk II "L5.2c" in Jiangsu, China (5 Laser, 2 gia tốc kế)

Dynatest RSP 5051 Mk II "L3.2cg" in Bulgaria

-RNIP (2004): 10 Year Strategic Plan for National Road Network in Vietnam

21

I.3.1 Lựa chọn vận tốc định chuẩn:

Vận tốc định chuẩn là vận tốc khi đo xóc trên các đoạn định chuẩn

Vận tốc định chuẩn đợc lựa chọn sẽ là vận tốc dự kiến sau này khi đo xóc trên

toàn tuyến

-Thị sát trên toàn tuyến để lựa chọn vận tốc định chuẩn cho phù hợp

-Lựa chọn

+ 2 đến 3 vận tốc định chuẩn dự kiến, trong đó có 1 vận tốc chủ đạo là vận

tốc của dòng xe trên các đoạn đờng có tình trạng lu thông bình thờng

+ 1 đến 2 vận tốc dự phòng là vận tốc hạn chế trong tình trạng lu thông khó

khăn ở những đoạn đờng qua vùng dân c

+ Vận tốc nhỏ nhất lựa chọn là 25 km/h

22

I.3.2 Lựa chọn đoạn đ ờng định chuẩn:

- Giá trị độ gồ ghề mặt đờng của các đoạn

ĐC bao phủ đợc toàn bộ thang độ gồ ghề của toàn tuyến đờng cần thí nghiệm (Chiều dài đoạn định chuẩn ít nhất là

200 m, thông thờng là 300m

Đoạn định chuẩn phải nằm trên đờng thẳng, độ dốc dọc không quá 2%, mặt đ-ờng đủ rộng để đảm bảo xe chạy với vận tốc không đổi trên đoạn

Tình trạng gồ ghề bề mặt của đoạn cần phải đồng đều trên dọc cả chiều dài

đoạn, đảm bảo tránh phân chia thành các đoạn nhỏ cục bộ có tình trạng gồ ghề bề mặt khác nhau

Bề mặt của đoạn định chuẩn không bị nứt, vỡ hoặc ổ gà

Trên một đoạn định chuẩn không đợc xen kẽ các loại mặt đờng khác nhau cứng, mềm hoặc lớp phủ khác nhau

23

II CH̉ TIấU THễNG QUA ḰT QỦ ĐO B̀NG TH C

3 mm 5mm 7mm 10mm

15mm

Con nờm

II 1 TH C 3 M

24

II 1 TH C 3 M CH̉ TIấU Đ́NH GÍ CH T L ỢNG MẶT Đ ỜNG

Trang 5

25

Mức độ bằng phẳng đạt đợc

Lớp mặt và móng đá dĔm cấp phối

Tất cả khe hở giữa mặt

đờng và thớc không vợt

quá 10 mm

70% khe hở đo đợc không vợt quá 10mm, quá 15 mm

đờng và thớc không vợt quá 15 mm

Lớp móng và mặt dùng nhựa đờng

đờng và thớc không vợt

quá 7 mm

70% số khe hở không vợt quá 7mm phần còn lại không vợt quá 10 mm

II 1 TH C 3 M

26

Mức độ bằng phẳng đạt đợc

Lớp móng và mặt đờng đá dĕm (sỏi ) đen

70% số khe hở không vợt quá 5 mm phần còn lại không vợt quá 7 mm

Mặt đờng bê tông nhựa và bê tông xi mang

70% số khe hở giữa mặt

đờng và thớc không vợt không vợt quá 5 mm

50% số khe hở không vợt quá 3 mm phần càn lại không quá 5 mm

Chú thích: (*) Cho phép 5% số khe hở vợt quá trị số qui định, nhng khe hở lớn

nhất không đợc vợt quá 2 lần trị số qui định

II 1 TH C 3 M CH̉ TIấU Đ́NH GÍ CH T L ỢNG MẶT Đ ỜNG

27

CH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ B̀NG PH NG C A MẶT Đ ỜNG

Trang 6

Đ hao mòn mặt đờng và

phơng pháp xác định

1 Hao mòn mặt đờng :

* Nguyờn nhõn :

 Do tỏc dụng của cỏc lực của bỏnh xe (lực xung kớch thẳng đứng làm vỡ cỏc h t vật liệu, lực ngang làm búc cỏc h t vật liệu, ), do sự trượt của bỏnh xe

 Do tỏc dụng của cỏc yếu t thiờn nhiờn (nước, giú, nhiệt độ, ) làm cho vật liệu b phong húa dễ b bào mũn

Quỏ trỡnh hao mũn mặt đường cú thể đều hoặc khụng đều

- Mặt đường mũn đều : ớt nh hưởng đến chất lượng

khai thỏc nếu mặt đường vẫn cũn đủ độ nhỏm yờu c u

- Mặt đường hao mũn khụng đều : Chất lượng khai

thỏc sẽ gi m đỏng kể

Nguyờn nhõn :

+ Cường độ mặt đường và tớnh ch u bào mũn của

vật liệu khụng đều

+ Lưu lượng xe phõn b khụng đều trờn đường

+ T c độ xe ch y trờn cỏc làn xe khỏc nhau

+ nh hưởng của một s v trớ b đọng nước, làm

gi m cường độ của vật liệu

Quan hệ giữa độ hao mũn mặt đường theo thời gian và lưu lượng xe ch y :

Nếu xem độ hao mũn và thời gian, cường độ vận

chuyển là tuyến tớnh, thỡ độ hao mũn trong 1 năm của

mặt đường làm việc trong giai đo n II :

Trong đú : a – hệ số phụ thuộc điều kiện khớ hậu thời

tiết (mm)

b – hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu, mức

độ ẩm ướt của mặt đường, thành phần xe chạy (mm/triệu tấn)

Độ hao mũn của mặt đường ở năm khai thỏc t :

) ( 1 ) 1 (

q

q Q b t a

H

t t







Nếu gọi Tvlà s năm ph i làm l i lớp hao mũn tương ứng với tr s độ hao mũn cho phộp Ho, ta cú :

Nếu trong kho ng thời gian Tvcường độ hàng húa ớt thay đổi theo thời gian, hoặc cú thể điều tra được cường độ vận chuyển hàng húa trung bỡnh Qtb trong giai đo n phục vụ thỡ :

) ( 1 ) 1 (

q q Q b T a H

v

T v

o







) ( ) (

.

a

Thời gian ph i làm l i lớp hao mũn :

) ( Q nam b a H T tb o v





Trang 7

2 Phơng pháp xác định độ hao mòn :

 Phương phỏp đào h , khoan lỗ : ỏp dụng với

cỏc mặt đường đỏ dăm, cấp ph i, (kho ng 3 năm đo 1

l n)

 Phương phỏp dựng cỏc miếng kim lo i mềm

(chỡ, kẽm, ) cú d ng tam giỏc, hỡnh thang, chữ thập,

 Phương phỏp dựng cỏc m c kim lo i : ỏp dụng

cho cỏc đường cấp cao (kho ng 2 năm đo 1 l n, trờn 3

mặt cắt ngang cỏch nhau kho ng 10m, mỗi trắc ngang

đặt kho ng 3 ữ 5 điểm)

Ph ơng phỏp dựng cỏc miếng kim lọi mềm

Hỡnh tam giỏc Hỡnh thang Hỡnh chữ thập

Sơ đồ tớnh đ hao mũn ṃt đ ̀ng

m n H

h  .

Ph ơng phỏp dựng cỏc mốc kim lọi

Ṃt b ng bố trớ

Sơ đồ đ̣t mốc kim lọi

1 M c kim lo i khụng g ; 2 Nỳt cao su hoặc matit

Sơ đồ thiết bị đo

Đ độ nhám, hệ số bám mặt đờng và

ph-ơng pháp xác định

41

VIII Ch̉ số đ nhỏm c a ṃt đ ̀ng SNCH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ NH́M MẶT Đ ỜNG

Ḥ ś nh́m f = F/L

F: Ḷc b́m, L: Ḷc t́c ḍng th̉ng đ́ng

SN = 100(f)

L

F

42 VIII Ch̉ số đ nhỏm c a ṃt đ ̀ng SNCH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ NH́M MẶT Đ ỜNG

Quan hệ giữa độ bỏm và tai n n

Trang 8

43

VIII Ch̉ số đ nhỏm c a ṃt đ ̀ng SNCH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ NH́M MẶT Đ ỜNG

Yờu c̀u v̀ SN (Jayawickrama et al., 1996)

SN Yờu c̀u/nḥn x́t

< 30 C̀n ć bịn ph́p kh́c pḥc

31 - 34 C̀n theo d̃i v̀ b̉o dững

≥ 35 Đừng ćp cao, ć lưu lựng giao thụng ĺn

* Cỏc ph ơng phỏp đỏnh giỏ đ nhỏm giữa bỏnh xe & Ṃt đ ̀ng :

 Nhúm 1 : Xỏc đ nh trực tiếp hệ s bỏm φ

- Thiết b : xe đo lực, b n thõn ụ tụ, thiết b đo

gi m t c, dụng cụ đo kiểu qu lắc, giỏ đo cú bỏnh rơi, giỏ đo cú bỏnh c đ nh,

 Nhúm 2 : Xỏc đ nh giỏn tiếp hệ s bỏm φ thụng qua độ nhỏm của mặt đường

- Phương phỏp rắc cỏt, phương phỏp chụp nh nổi, phương phỏp ỏp khuụn bằng th ch cao, phương phỏp siờu õm,

* Ph ơng phỏp đo :

- Đo n đường bằng phẳng, thẳng, rửa s ch và mặt

giữa cho thật m

- Dựng xe đo tiờu chu n (M21, Volga) cú 4 l p

mới, ch y với vận t c 60km/h và hóm đột ngột

- Xỏc đ nh chiều dài hóm Sh

- Xỏc đ nh hệ s bỏm φ thụng qua chiều dài hóm.

1 Phơng pháp đo chiều dài hãm xe :

* Yờu cầu :

- Hóm đột ngột, tất c cỏc bỏnh xe ph i được hóm

cứng l i, lỳc này ụ tụ ch cú trượt dọc.

i S V K h





254

2

Thiết bị Dynatest 6850H

Thiết bị Dynatest 995 T

* Nguyên lý : Một con lắc có trọng lợng P =1500  30g, mặt dới có gắn một tấm trợt bằng cao su tiêu chuẩn (kích thớc 6,35x25,4x76,2mm), rơi từ một độ cao xác định H= 411

 5mm và trợt trên bề mặt đờng ẩm ớt với chiều dài trợt không

đổi L = 125  2mm, sau đó con lắc sẽ văng lên tới độ cao h

Số đọc của kim trên bảng chia độ đợc ký hiệu là chỉ số SRT (Skid Resistance Tester) Giá trị h càng nhỏ thì trị số SRT càng lớn và mặt đờng càng nhám

Thí nghiệm đo độ nhám mặt đờng bằng con lắc Anh nhằm mô phỏng điều kiện xe chạy trên đờng ẩm ớt với tốc độ

V = 50km/h và phản ánh độ nhám vi mô của mặt đờng

2 Dụng cụ đo kiểu quả lắc (con lắc Anh) :

Trang 9

Sơ đồ cấu tạo con lắc Anh

* Ph ơng phỏp đo :

- Dựa trờn nguyờn tắc

đo lực quỏn tớnh nhờ cỏc kh i nặng

- Khi đo, đặt trực tiếp dụng cụ ngay trờn sàn xe Độ lệch của qu lắc khi hóm xe đặc trưng cho hệ s bỏm dọc

φ1xỏc đ nh theo cụng thức :

3 Dụng cụ quả lắc đo gia tốc âm :



1 sin

* Thiết bị :

- ng trụ trũn bằng kim lo i cú một đ u b t kớn, cú

thể tớch bờn trong 25cm3

- Bàn xoa bằng gỗ đường kớnh 6 ữ 7,5 cm, một

mặt được phủ bằng đệm cao su dày 2 ữ 3mm

- Thước, chổi mềm, thiết b chắn giú.

- Cỏt cú kớch cỡ tiờu chu n (0,16 ữ 0,3mm), s ch,

khụ, trũn c nh.

4 Phơng pháp r c cát (22 TCN 278 – 01) :

Ch ỏp dụng cho mặt đường BTXM & BTN.

* Trỡnh tự đo :

- Chọn v trớ c n đo (khụ rỏo, s ch)

- Đổ đ y cỏt vào ng trụ, dựng ỳp ng trụ vào v trớ c n đo và gừ nhẹ thành ng cho cỏt ra hết

- Dựng bàn xoa tr i đều cỏt trờn mặt đường (Quỏ trỡnh xoa tiến hành từ trong ra ngoài theo hỡnh xoắn c,

t o thành m ng cỏt trũn cú diện tớch lớn nhất).

- Đo đường kớnh m ng cỏt theo hai hướng vuụng gúc nhau (song song và vuụng gúc trục đường)

- Xỏc đ nh chiều sõu trung bỡnh vệt cỏt H :

) (mm S V

H 

53

CH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ NH́M MẶT Đ ỜNG

54 VIII Chiều sõu ŕc cỏt ( 22 TCN 65 - 84 )

CH̉ TIấU Đ́NH GÍ Đ NH́M MẶT Đ ỜNG

Trang 10

* Đỏnh giỏ kết qu :

Chiều sõu TB

Htb (mm)

Đ̣c tr ng đ nhỏm

bề ṃt Pḥm vi ỏp ḍng

Htb < 0,25

0,25 ≤ Htb < 0,35

0,35 ≤ Htb < 0,45

0,45 ≤ Htb < 0,80

0,80 ≤ Htb≤ 1,20

Htb > 1,2

Rất nhẵn Nhẵn TB Nhẵn Trung bỡnh Thụ Rất thụ

Khụng nờn dựng

V < 60 km/h

60 km/h ≤ V < 80 km/h

80 km/h ≤ V ≤ 120 km/h

V > 120 km/h Trường hợp đặc biệt

Đ cờng độ mặt đờng và phơng

pháp xác định

(Xem thờm thớ nghiệm đỏnh giỏ chất lượng mặt đường)

57

IV CH̉ TIấU BB(benkenman beam-22TCN251-98)

CH̉ TIấU Đ́NH GÍ C ỜNG Đ MẶT Đ ỜNG

BB(độ lỳn mặt đường t i v trớ đ u đo)

58

IV CH̉ TIấU BB(benkenman beam-22TCN251-98)

Trị số mô đun đàn hồi đặc trng của từng đoạn đờng thử nghiệm (Eđh) xác

định theo công thức sau:

Trong đó : P: áp lực bánh xe tiêu chuẩn xuống mặt đờng, p = 6 daN/cm2

D: Đờng kính tơng đơng của diện tích vệt bánh xe tiêu chuẩn, D=33 cm

: Hệ số poat-xông, =0,3

Ldt: Độ võng đàn hồi đặc trng

) / ( 1 693 ,

2

cm daN L D p E

dt

59

IV CH̉ TIấU FWD (22TCN 335-06)

FWD

(Độ lỳn mặt đường t i tấm ộp)

(xung lực 40KN, D=30cm)

60

IV CH̉ TIấU FWD (22TCN 335-06)

r d

P M

ri ri

4 , 2



(3) trong đó:

Mr i

là mô đun đàn hồi của lớp đất nền đờng tại vị trí đo, MPa ;

P là tải trọng tác dụng (xung lực), KN ;

r là khoảng cách từ điểm đo độ võng đến tâm tấm ép truyền tải trọng (thoả mãn điều kiện r ≥ 0,7ae ), cm;

dr là độ võng của mặt đờng (không điều chỉnh độ về nhiệt độ tính toán của mặt đờng) tại điểm cách tâm tấm ép một khỏang là r , cm

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	1,34 MB